conceptos eléctricos · 2015. 9. 13. · se aplica a cargas puntuales; es decir, a cargas cuyos...
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Conceptos eléctricos
Conceptos eléctricos
HYPERPHISIC
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Nunca consideres el estudio como una obligación,
sino como una oportunidad para penetrar en el belloy maravilloso mundo del saber".
Albert Einstein (1879-1955)
Todas las sustancias están formadas por cargas,
pero generalmente esas sustancias las observamos
en forma neutra con un equilibrio de carga positiva
y negativa.
Carga eléctrica: + -
El origen de los fenómenos electromagnéticos es la
carga eléctrica: una propiedad de las partículas
subatómicas e iones que los hace atraer (si tienen
signos opuestos) o repeler (si tienen signos iguales).
Un coulomb (C) es la carga de 6.24*1018 electrones.
La carga de un electrón es una carga negativa de
1.6021X10-19 (C).
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Figura 1. Dos Tipos de carga muy comunes: movimiento de e- y movimiento de iones.
Básicamente, la electricidad es un fenómeno
físico originado por la interacción de cargas
eléctricas estáticas o en movimiento.
Cuando una carga eléctrica está estática
produce fuerzas eléctricas sobre otras cargas
que se encuentren cerca.
Si la carga se mueve se generan además
fuerzas magnéticas.
Cargas del mismo signo se repelen.
Cargas de signo contrario se atraen-
Lo que indica que dos cargas eléctricas
producen fuerzas.
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Figura 2. cargas eléctricas del mismo signo se atraen, signo opuesto se repelen.
La fuerza eléctrica entre cargas se llama
fuerza de Coulomb.
Es directamente proporcional a las cargas e
inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia entre las cargas.
http://html.rincondelvago.com/000263530.jpg
Figura 3. La fuerza entre dos cargas.
F representa la fuerza, q la carga, d la
distancia y k una constante.
Es decir, al aumentar una carga, 2, 3, 4, etc.,
veces en el mismo lugar, la fuerza aumenta 2, 3,
4, etc., veces.
Al incrementar la distancia entre las cargas 2, 3,
4, etc. veces, la fuerza disminuye de tamaño a
1/4, 1/9, 1/16, etc. de su valor original.
LINC INTERESANTE
Se aplica a cargas puntuales; es decir, a cargas
cuyos tamaños son despreciables frente a la
distancia que las separa.
Hay que tener presente que la fuerza eléctrica
(como toda fuerza) es una magnitud vectorial,
razón por la cual hay que sumarlas como tales.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elefor.html
http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=133188
Figura 4. La fuerza eléctrica disminuye al aumentar la distancia entre las cargas.
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Figura 5. Cuando una corriente eléctrica fluye en un conductor que está inmerso en un campo
magnético, el conductor experimenta una fuerza. Esta fuerza se conoce como Fuerza de
Lorentz.
12 cm
𝑞1 𝑞2
iguales
Si encontramos una carga desconocida, para
conocer su tipo de carga le acercamos una carga
positiva.
Si se aleja la carga desconocida de la carga positiva
es porque se trata de una carga positiva.
Si la carga (antes desconocida) es atraída por la
carga positiva sabremos en ese momento que es
negativa.
Si una partícula no se aleja ni se acerca de una
carga positiva, entonces no es una carga sino
una partícula neutra.
Monopolo
Figura 6. El monopolo es una hipotética
partícula que tendría la particularidad de existir
solo de forma aislada. Positiva o negativa.
La existencia de esta partícula es una
característica de las teorías llamadas de gran
unificación y por ello su detección experimental
es una interesante cuestión.
Describimos la interacción eléctrica diciendo
que las cargas introducen un campo eléctrico.
La esencia de la noción de campo consiste en
atribuirle propiedades al espacio.
Es decir las cargan afectan el espacio que las
rodea.
Campo eléctrico
http://www.fisimat.com.mx/campo-electrico/
Campo como propiedad del espacio
El campo es una propiedad que adquiere el
espacio que hace que unas cargas eléctricas
"sepan" de la existencia de otras.
Perturbación del espacio
Se introduce el concepto de campo eléctrico, para
entender y complementar la interacción de las
fuerzas eléctricas entre dos cargas.
Es la idea de una perturbación que se produce en
el espacio circundante a cada carga.
Esa perturbación afecta a cualquier carga que
este cerca de otra.
El campo eléctrico lo representamos mediante
las líneas de campo.
Las líneas de los campos nos proporcionan dos tipos
de información:
Dibujamos un número fijo de líneas. En las regiones
donde hay mayor densidad de líneas el campo es
más intenso.
Sobre dichas líneas dibujamos unas flechas que nos
informan sobre la dirección del campo a lo largo de
la línea.
Lo que es importante para el tema que nos
ocupa es que podemos decir si una carga que
crea un campo es positiva o negativa sin más
que mirar a las líneas de campo.
De las cargas positivas salen las líneas de campo
eléctrico.
Las líneas de campo eléctrico entran en las cargas
negativas.
Las líneas de campo eléctrico son abiertas.
Líneas Equipotenciales de una Carga Puntual
http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/Image/Mod_4_contenidos_estudiantes_ciencias_fisica/fig%2013.JPG
Figura 7. Líneas salientes en un campo positivo.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Cargas3.PNG
Figura 8. Líneas salientes en un campo positivo.
En cambio en un campo negativo entran.
Figura 9.Dos campos uno positivo y otro negativo interactuando
Intensidad de campo eléctrico.
Si observamos la imagen anterior detectamos quehay mayor densidad de líneas en unos puntos queen otros, o sea, el campo es más intenso en unaspartes que en otras. En unas partes el campo hacemás fuerza que en otras.
Esto se define como la intensidad de campo oalgunos autores sencillamente como campoeléctrico.
Para cada punto del espacio que rodea a la
partícula eléctrica, o sea, para punto del
campo eléctrico definiremos una intensidad del
campo eléctrico, la cual señala lo que le
ocurriría a una pequeña carga colocada en él.
En unas partes del campo una partículaexperimentará mayor atracción o repulsión que enotras.
La fuerza será más intensa en unos puntos que enotros.
Por lo tanto la intensidad depende de la fuerza yde la magnitud de la carga. Si la carga es mayorproducirá mayor efecto o intensidad de campo enla otra partícula.
Se le llama intensidad de campo eléctrico a la
fuerza por unidad de carga que se sentiría al
colocar en un punto a una carga.
Esta intensidad del campo eléctrico en un punto la
designamos con la letra E y corresponderá al cociente
entre la fuerza eléctrica que actúa sobre una carga deprueba 𝑞1 + y el valor de esta carga.
q carga de prueba con respecto a la cual se mide el campo eléctrico.
En cualquier punto de la vecindad de una
carga hay un campo.
Ese campo se convierte en una fuerza cuando
colocamos una carga.
Mientras no hay una carga el campo no
produce fuerza.
En ausencia de carga ese campo sólo puede
ser observado cuando produce efectos
luminosos.
Una carga de 5×10−6 C se introduce a una región
donde actúa un campo de fuerza de 0.04N. ¿Cuál es
la intensidad del campo eléctrico en esa región?
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+
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